Условия проведения опытов

Опыт 1: Конденсатор С отключен.

Опыт 2: Конденсатор С включен

3. Расчетная часть

3. По результатам измерений (табл. № 3.7) вычислить величины полного сопротивления катушки индуктивности Z_K индуктивного сопротивления X_L, емкостного сопротивления конденсатора X_C, величины напряжений на активном сопротивлении цепи U_R и индуктивном сопротивлении катушки индуктивности U_L, а также коэффициенты мощности цепи cosj для двух опытов.

Примечание.

Вычисления величин, соответствующие ячейкам с прочерком в табл. 3.7, не проводятся.

4. Вычисления параметров цепи проводить по нижеследующим формулам:

2.1. Полное сопротивление катушки индуктивности Z_K определяется из закона Ома:

.

2.2. Индуктивное сопротивление X_L катушки индуктивности определяется из треугольника сопротивлений при допущении, что R_K = 0:

.

2.3. Величины емкостного сопротивления Х_С и полного сопротивления цепи Z определяются по формулам:

, .

2.4. Напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях цепи без учета активного сопротивления провода катушки (R_K = 0) равны напряжению питания U, как видно из упрощенной схемы замещения рис. 3.31

U_R = U_L = U.

2.5. Коэффициент мощности цепи определяется по формуле:

,

где S = UI , ВА – полная мощность цепи.

4. Оформительская часть – построение векторных диаграмм

1. Перед построением векторных диаграмм внимательно изучить правила их построения, изложенные в разд. 1.4, а также общую часть разделов 3.1 и 3.2.

2. Выбрать масштабы для напряжений m_U и тока m_I , как указано в разд. 1.4.

3. С помощью выбранных масштабов определить длины векторов напряжений и тока по формулам:

;

4. С помощью выбранных масштабов определить длины векторов напряжений и тока. Занести выбранные масштабы, измеренные и вычисленные величины напряжения и токов и длины векторов этих величин в табл. 3.8.

5. Для обоих опытов построить две векторные диаграммами. Для этого нужно, пользуясь правилами их построения (см. разд. 1.4), выполнить следующее:

5.1. В выбранном масштабе начертить (вправо) базовый вектор напряжения U, который является общим для всех трех элементов исследуемой цепи.

5.2. Пользуясь элементарными векторными диаграммами для R,L,C-элементов (см. рис. 3.1, рис. 3.2, рис. 3.3 в разд. 3.1), построить в масштабе векторы токов I_R , I_L, I_С для этих элементов (в первом опыте ток I_C отсутствует). Начала векторов токов следует совместить с началом вектора напряжения U.

5.3. Затем следует построить цепочку тех же векторов I_R , I_L, I_С (см. рис. 3.32,а). Для этого вначале вектор I_C переносится параллельно самому себе (коллинеарный перенос), причем его начало совмещается с концом ранее построенного вектора I_R. Затем к концу вектора I_C пристраивается начало вектора I_L при его коллинеарном переносе.

5.4. Пользуясь правилом геометрического сложения цепочки векторов (см. Приложение 4), следует отложить суммарный вектор тока цепи I, совместив начало этого вектора с началом вектора I_R, а конец – с концом вектора I_L.

5.5. В конце построения векторной диаграммы нужно отложить фазовый угол φ между векторами общего тока I и напряжения питания U.

Таблица № 3.8

Масштабы, величины и длины векторов напряжения и тока